DE1921359C3 - Process for increasing the ductility at high temperatures of cast nickel-based alloys - Google Patents
Process for increasing the ductility at high temperatures of cast nickel-based alloysInfo
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Description
6060
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Duktilität im Bereich von 704 bis 87 Γ C von Gußlegierungen auf Nickelbasis, die aus einer Charge mit nicht mehr als 5% Rücklaufschrott erschmolzen werden, bei denen die y'-Phase als Grundphase in der kristallinen Matrix vorliegt und die zur Verwendung unter Beanspruchung bei Temperaturen bis zu 1038° C geeignet sind.The invention relates to a method for increasing ductility in the range from 704 to 87 ° C of nickel-based cast alloys obtained from a batch with no more than 5% return scrap are melted, in which the y'-phase is present as the basic phase in the crystalline matrix and the are suitable for use under stress at temperatures up to 1038 ° C.
Es ist eine Anzahl von Legierungen auf Nickelbasis von ausreichender Festigkeit zur Verwendung bei Temperaturen im Bereich von 926°C bis 1067°C bereits bekannt. Diese Legierungen wurden für die Verwendung in Heißstufen-Gasturbinen vorgeschlagen und sind dieser Anwendung angepaßt worden. In den früheren Jahren standen Legierungen auf der Grundlage von Nickel, die Chrom, Kobait, Molybdän, Wolfram, Niob, Tantalum, Aluminium, Titan, Kohlenstoff, Zirkon und Bor enthielten, im Mittelpunkt der Entwicklung von Legierungen auf diesem Gebiet Im allgemeinen umfaßt die Morphologie solcher Legierungen ein Grundgefüge mit bestimmten in der Masse von jedem Kristall und an den Kristallgrenzen dispergierten Phasen. Bei den kürzlich entwickelten Legierungen auf der Grundlage von Nickel zur Anwendung bei extrem hohen Temperaturen besteht die, Grundphase des kristallinen Grundgefüges aus einer y'-Phase, die wahrscheinlich im wesentlichen aus N13AI besteht, wobei Nickel teilweise durch Kobalt, Chrom, Eisen usw. und Aluminium teilweise durch Titan, Niob und anderen Elementen ersetzt werden kann. Hauptsächlich unter den innergranularen und Korngrenzphasen gibt es verschiedene Formeln von Carbidphasen, allgemein definiert durch die Formeln MC, M23C6 und M6C. Als allgemeine Regel kann gesagt werden, daß die Carbidphase zur Verstärkung der Legierung beiträgt, ohne daß sie an einem Verlust der Duktilität wesentlich beteiligt ist, wenn die Kohlenstoffphasen verhältnismäßig kleine Teilchen bilden und allgemein im ganzen Grundgefüge der Legierungskristalle verteilt sind. Ebenso ist es eine allgemeine Regel, daß die Carbide in beträchtlichem Maße zu einer ungünstigen Beeinflussung, wie z. ß. Verlust der Duktilität, neigen, wenn die Carbidphasen in den Gebieten der Korngrenzen bevorzugt abgeschieden sind. Dieses Merkmal ist nicht auf Carbidphasen beschränkt. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß bei hohen Temperaturen die Korngrenzen die schwachen Teile jeder bestimmten Legierung darstellen und Phasen, die vorzugsweise in Gebieten der Korngrenzen abgeschieden sind, zu einem Verlust der Duktilität beitragen.A number of nickel-based alloys of sufficient strength for use at temperatures in the range of 926 ° C to 1067 ° C are known. These alloys have been proposed for use in hot stage gas turbines and have been adapted for this application. In the past few years, nickel-based alloys including chromium, cobaite, molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, aluminum, titanium, carbon, zirconium and boron have been the focus of development of alloys in this field, generally including morphology Such alloys have a basic structure with certain phases dispersed in the mass of each crystal and at the crystal boundaries. In the recently developed nickel-based alloys for use at extremely high temperatures, the 'basic phase of the crystalline matrix consists of a y'-phase which probably consists essentially of N13AI, with nickel partly replaced by cobalt, chromium, iron, etc. and Aluminum can be partially replaced by titanium, niobium and other elements. Mainly among the intra-granular and grain boundary phases there are various formulas of carbide phases, generally defined by the formulas MC, M 2 3C 6 and M 6 C. As a general rule it can be said that the carbide phase contributes to the reinforcement of the alloy without it being attached to any one Loss of ductility is significantly involved when the carbon phases form relatively small particles and are generally distributed throughout the basic structure of the alloy crystals. It is also a general rule that the carbides cause significant adverse effects such as ß. Loss of ductility when the carbide phases are preferentially deposited in the areas of the grain boundaries. This feature is not limited to carbide phases. In general it can be said that at high temperatures the grain boundaries are the weak parts of any given alloy and phases which are preferentially deposited in regions of the grain boundaries contribute to a loss of ductility.
Im allgemeinen nimmt mit zunehmender Stärke der Legierungen (gewöhnlich durch Erhöhung der Zusatzelemente) die Duktilität ab. Die Metallurgen haben es gelernt, einen Kompromiß zwischen Stärke und Duktilität zu akzeptieren. Die nachfolgend angegebenen und besonders beschriebenen Legierungen stellen handelsmäßig annehmbare Kompromisse zwischen Stärke und Duktilität dar. Die hier beschriebenen Legierungen stellen jedoch keine einfachen Kompromisse in dem Sinne dar, daß für eine gegebene Festigkeit bei einer gegebenen Temperatur, mit einer verhältnismäßig gleichmäßigen Änderung an Duktilität gerechnet werden muß. Es ist bereits seit langem bekannt, daß die meisten Legierungen auf Nickelbasis Festigkeitseigenschaften in ausreichendem Maße aufweisen, daß die Legierungen bei Temperaturen von etwa 9260C und höher verwendet werden können, daß sie aber — wie es gewöhnlich ausgedrückt wird — eine Duktilitätsmulde bei etwas niedrigerer Temperatur, gewöhnlich etwa um 760° C, aufweisen. Wenn man die Zugdehnung gegen die Temperatur graphisch aufträgt, zeigt die übliche Kurve nir eine geringe Veränderung zwischen Zimmertemperatur bis etwa 704° C. Zwischen 704° C und etwa 87 Γ CIn general, as the strength of the alloys increases (usually by increasing the additive elements), the ductility decreases. The metallurgists have learned to accept a compromise between strength and ductility. The alloys specified and specifically described below represent commercially acceptable compromises between strength and ductility. However, the alloys described here are not simple compromises in the sense that a relatively uniform change in ductility is expected for a given strength at a given temperature got to. It has long been known that most nickel-based alloys have sufficient strength properties that the alloys can be used at temperatures of about 926 ° C. and higher, but that they - as it is usually expressed - have a ductility trough at slightly lower Temperature, usually around 760 ° C. If one plots the tensile elongation against the temperature, the usual curve shows little change between room temperature and about 704 ° C. Between 704 ° C and about 87 ° C
zeigt die Kurve für die Duktilität ein Minimum, und dieses Minimum hat gewöhnlich einen Wert, der unter dem für die bei Zimmertemperatur gemessenen prozentualen Dehnung liegt. Einer der Kompromisse, die die Metallurgen gezwungenermaßen schließen mußten, war eine Legierung, die sogar am tiefsten Punkt der Duktilitätsmulde eine technisch annehmbare Dehnung erreicht.shows the curve for ductility a minimum, and this minimum usually has a value below that measured at room temperature percentage elongation. One of the compromises that metallurgists are forced to make was an alloy that had a technically acceptable elongation even at the lowest point of the ductility trough achieved.
In jüngster Zeit wurde eine sehr überraschende Erscheinung bei einer bestimmten Hochtemperatur-Legierung, insbesondere in Bezug auf die Duktilität bei 760° C gefunden. In üblicher Weise wurde diese spezielle Legierung auf der Grundlage von Versuchsergebnissen, die unter Verwendung normaler auf Größe gegossener Prüflinge erhalten wurden, ausgewählt und entwickelt Nach der Untersuchung mit den normalen, technisch üblichen Prüfungsverfahren zeigten diese auf Größe gegossenen Proben alle Anzeichen einer technisch annehmbaren Duktilität im Bereich von etwa 760° C. Wenn jedoch Turbinenmetallteile, wie z. B. Turbinenschaufeln, in herkömmlicher Weise einem Formguß unterworfen werden, zeigten die erhaltenen Gußteile oft eine Duktilität bei etwa 760° C, die schlechter als gewünscht war.Recently there has been a very surprising phenomenon with a certain high temperature alloy, especially found in terms of ductility at 760 ° C. In the usual way, this became special Alloy based on test results obtained using normal size cast Test specimens were obtained, selected and developed After the examination with the normal, technical As usual test procedures, these cast-to-size specimens showed all signs of a technical acceptable ductility in the range of about 760 ° C. However, if turbine metal parts, such as e.g. B. turbine blades, molded in a conventional manner showed the obtained castings often a ductility at around 760 ° C that is worse than was desired.
Weitere Untersuchungen der von Metallteilen abgetrennten Proben ergaben, daß ein Masseneffekt auftritt, der sich nachteilig auf die Duktilität in dem kritischen Bereich bei etwa 760° C auswirkt Es wurde nämlich gefunden, daß Proben, die vom eigentlichen auf Größe gegossenen Teil abgetrennt wurden, sehr oft viel niedrigere Werte der prozentualen Dehnung und der prozentualen Querschnittsverminderung beim Zug- und Kriechversuch bei 760°C ergaben, als jene Werte, die bei Versuchen ähnlicher auf Größe gegossener Dehnungs- und Knechproben erhalten wurden. Vom praktischen Standpunkt aus gesehen, ist es die Aufgabe eines Metallurgen, ein Metallteil herzustellen, welches gute technische Eigenschaften aufweist. Die Tatsache, daß die Eigenschaften, die bei normalen, auf Größe gegossenen Proben gemessen wurden, nicht für die Eigenschaften der eigentlichen Metallteile repräsentativ sind, ist ein unerfreuliches und schwieriges Problem, zu dem noch das Problem kommt, das durch das Vorhandensein der bekannten Duktilitätsmulde bei etwa 760°C verursacht ist.Further investigations of the separated from metal parts Samples revealed that a bulk effect occurs which adversely affects the ductility in the critical Range at around 760 ° C. It has been found that specimens that differ from actual size cast part were separated, very often much lower values of the percentage elongation and the percentage reduction in cross-section in the tensile and creep test at 760 ° C than those values that obtained in tests of similar stretch and knuckle specimens cast to size. From the From a practical standpoint, it is the job of a metallurgist to make a metal part which has good technical properties. The fact that the properties that are at normal, on size cast samples were measured, not representative of the properties of the actual metal parts is an unpleasant and difficult problem, to which is added the problem caused by the Presence of the known ductility trough at about 760 ° C is caused.
In der FR-PS 12 27 686 wird beschrieben, daß, wenn gewisse Nickellegierungen so vergossen werden, daß die Formen schlecht gespeist werden, was insbesondere bei dem Vergießen von hochwarmfesten Leg'erungen der Fall sein kann, die Gußstücke porös werden und die Festigkeit der Legierung herabgesetzt wird. Dieses Problem wurde nur bei schlecht gespeisten Gußstücken wahrgenommen. Gemäß der französischen Patentschrift soll durch Zusatz von Zirkonium in Mengen von 0,2 bis 1 % und insbesondere 0,5% zu den Legierungen der Verlust an Festigkeit aufgehoben und die Porosität beseitigt werden. Es handelt sich dabei um Nickel-Chrom-Kobalt-Legierungen mit einem Gehalt von 11 bis 15% Chrom. 5 bis 15% Kobalt, 5 bis 10% Wolfram, 3 bis 6% Aluminium, 1,5 bis 5% Titan, 0,05 bis 0,20% Kohlenstoff, 0,003 bis 0,08% Bor und 0,2 bis 1,0%, vorzugsweise 0,5%, Zirkonium. Das Zirkonium kann durch Hafnium ganz oder teilweise gemäß der Gleichung l,0%>Zr+Hf/2>0,2% ersetzt werden. Bei Versuchen wurde gemäß der französischen Patentschrift festgestellt, daß ein Zusatz von 5% Zirkonium die Duktilität selbst bei gut gespeisten Gußstücken aus der Legierung herabsetzt, so daß derartige Legierungen für die Herstellung hochwarmfester Gußstücke, die eine angemessene Kriechdehnung unter Last haben, ungeeignet istIn FR-PS 12 27 686 it is described that when certain nickel alloys are cast in such a way that the molds are poorly fed, which is especially true when pouring high-temperature layers may be the case, the castings become porous and the strength of the alloy is reduced. This Problem was only perceived with poorly fed castings. According to the French patent specification should by adding zirconium in amounts of 0.2 to 1% and in particular 0.5% to the alloys the loss of strength is canceled out and the porosity be eliminated. These are nickel-chromium-cobalt alloys with a content of 11 up to 15% chromium. 5 to 15% cobalt, 5 to 10% tungsten, 3 up to 6% aluminum, 1.5 to 5% titanium, 0.05 to 0.20% carbon, 0.003 to 0.08% boron and 0.2 to 1.0%, preferably 0.5%, zirconium. The zirconium can be replaced by hafnium in whole or in part according to Equation 1.0%> Zr + Hf / 2> 0.2%. at Tests have been found according to the French patent that an addition of 5% zirconium the Ductility decreases even with well-fed castings made of the alloy, so that such alloys for the production of high-temperature castings that have adequate creep strain under load is unsuitable is
Die britische Patentschrift 9 43 141 betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Nickel-Knetlegierungen, die u, a. für die Herstellung von Gasturbinenmaschinen verwendet werden sollen. Die Wärmebehandlung soll auf Nickel-Knetlegierungen angewendet werden, die folgende Zusammensetzung haben können:British patent specification 9 43 141 relates to a process for the heat treatment of wrought nickel alloys, the u, a. to be used for the manufacture of gas turbine engines. The heat treatment should be used on wrought nickel alloys, which can have the following composition:
Aluminium 0,1 bis 9,0%Aluminum 0.1 to 9.0%
Titan 0,1 bis 6,5%Titanium 0.1 to 6.5%
Kobalt 0 bis 30%Cobalt 0 to 30%
Chrom 5 bis 30%Chromium 5 to 30%
Molybdän 1,0 bis 15%Molybdenum 1.0 to 15%
Wolfram 0 bis 15%Tungsten 0 to 15%
Niob 0bis7%Niobium 0 to 7%
Hafnium 0bis8%Hafnium 0 to 8%
Tantal 0bis5%Tantalum 0 to 5%
Vanadium 0 bis 6%Vanadium 0 to 6%
Bor 0 bis 0,3%Boron 0 to 0.3%
Zirkonium 0 bis 1,2%Zirconium 0 to 1.2%
Kohlenstoff 0,01 bis 0,3%Carbon 0.01 to 0.3%
Mangan 0 bis 1,0%Manganese 0 to 1.0%
Silicium 0 bis 1,5%Silicon 0 to 1.5%
Eisen 0 bis 5,0%Iron 0 to 5.0%
Beryllium 0 bis 0,5%Beryllium 0 to 0.5%
Stickstoff 0 bis 0,15%Nitrogen 0 to 0.15%
Kupfer 0 bis 0,9%Copper 0 to 0.9%
Seltene Erden 0 bis 0,2%Rare earths 0 to 0.2%
Schwefel 0,01 max.Sulfur 0.01 max.
Phosphor 0,02 max.Phosphorus 0.02 max.
Calcium 0,08 max.Calcium 0.08 max.
Magnesium 0,15 max.
Rest Nickel (wenigstens 35%)Magnesium 0.15 max.
Remainder nickel (at least 35%)
Der britischer. Patentschrift ist nicht die Lösung der Aufgabe der Verbesserung der Duktilität von Nickellegierungen zu entnehmen. Durch die Wärmebehandlung der bekannten Knetlegierungen sollen diese durch Herabsetzung der Wanderung der Intermetallverbindungen an den Kristallgrenzen der Legierung beim Altern stabilisiert werden. Die Schaffung von Gußlegierungen für die Herstellung hochwarmfester Gußstücke, die besonderen Anforderungen hinsichtlich der Kriechdehnung bei einer Temperatur von 76O0C unter Last entsprechen, kann der britischen Patentschrift nicht entnommen werden.The British. The patent specification does not provide the solution to the problem of improving the ductility of nickel alloys. The heat treatment of the known wrought alloys is intended to stabilize them by reducing the migration of the intermetallic compounds at the crystal boundaries of the alloy during aging. The creation of cast alloys for the production of high-temperature castings which meet special requirements with regard to creep strain at a temperature of 76O 0 C under load cannot be inferred from the British patent.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Erhöhung der Duktilität bei hohen Temperaturen bei Legierungen auf Nickelbasis, die nicht mehr als 5% Rücklaufschrott enthalten und unmittelbar zu hochwarmfesten Gußstücken verarbeitbar und insbesondere zur Herstellung von Hochtemperatur-Gasturbinenteilen geeignet sind.The object of the invention is to create a method for increasing the ductility at high Temperatures for nickel-based alloys that contain no more than 5% return scrap and Can be processed directly into high-temperature castings and in particular for the production of high-temperature gas turbine parts are suitable.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Erhöhung der Duktilität bei Temperaturen im Bereich von 704 bis 871°C von Gußlegierungen auf Nickelbasis, die aus einer Charge mit nicht mehr als 5% Rücklaufschrott erschmolzen werden, bei denen die /-Phase als Grundphase in der kristallinen Matrix vorliegt und die zur Verwendung unter Beanspruchung bei Temperaturen bis zu 1038° C geeignet sind, bestehend aus 0,02 bis 0,20% Kohlenstoff, 7 bis 13% Chrom, bis 8% Molybdän, bis 6% Tantal, bis 14% Wolfram, bis 35% Kobalt, 4 bis 7% Aluminium, 0,5 bis 6% Titan, bis 3% Niob, bis 1,5% Vanadium, 0,002 bis 0,02% Bor, 0,01 bis 0,20%This object is achieved according to the invention by a method for increasing the Ductility at temperatures in the range of 704 to 871 ° C of cast nickel-based alloys made from a batch with no more than 5% return scrap, in which the / phase as Basic phase is present in the crystalline matrix and which is for use under stress at temperatures up to 1038 ° C are suitable, consisting of 0.02 to 0.20% carbon, 7 to 13% chromium, up to 8% molybdenum, up to 6% tantalum, up to 14% tungsten, up to 35% cobalt, 4 to 7% aluminum, 0.5 to 6% titanium, up to 3% niobium, up to 1.5% Vanadium, 0.002 to 0.02% boron, 0.01 to 0.20%
Zirkonium, ßest mindestens 36% Nickel sowie bis 2% an herstellungsbedingten üblichen Verunreinigungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der erschmolzenen Charge 0,5 bis 4% Hafnium nach der Desoxydation zugegeben werden.Zirconium, at least 36% nickel and up to 2% of the usual production-related impurities, which is characterized in that the melted charge 0.5 to 4% hafnium after deoxidation be admitted.
Im vorliegenden Zusammenhang sind sämtliche Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.In the present context, all percentages are based on weight.
Aus der US-Patentschrift 30 05 705 sind Nickel-Chrom-Eisen-Legierung und Kobalt-Nickel-Chrom-Legierungen bekannt. Es handelt sich dabei um Knetlegierungen, die bei der Herstellung von Schmiedewaren Anwendung finden.From US patent specification 30 05 705 are nickel-chromium-iron alloys and cobalt-nickel-chromium alloys are known. These are wrought alloys, which are used in the manufacture of forged goods.
In der US-Patentschrift 30 05 705 werden diese Legierungen als Hocluemperatur-Legierungen bezeichnet, die bei Temperaturen von etwa 650 bis 8700C verwendet werden können. Aus der US-Patentschrift geht hervor, daß diese Legierungen erhebliche Mengen an Eisen oder Chrom enthalten, die beträchtlich höher als die bei den erfindungsgemäß erhaltenen Legierungen zulässigen Mengen sind. Wenn bei den bekannten Legierungen Aluminium vorhanden ist, liegt es in wesentlich geringeren Mengen als bei den erfindungsgemäßen Gußlegierungen vor.In US Patent 30 05 705, these alloys are referred to as Hocluemperatur alloys, which can be used at temperatures of about 650-870 0 C. The US patent shows that these alloys contain significant amounts of iron or chromium which are considerably higher than the amounts permitted for the alloys obtained according to the invention. If aluminum is present in the known alloys, it is present in significantly smaller amounts than in the cast alloys according to the invention.
Aufgrund dieser Unterschiede sind die in der US-Patentschrift 30 05 705 beschriebenen Legierungen 'ungeeignet für die Verwendung bei wesentlich höhereren Temperaturen, d. h. Temperaturen bis zu 1038°C, für welche die erfindungsgemäß erhaltenen Legierungen jedoch sehr gut geeignet sind. Selbst bei niedrigen Temperaturen, wie z.B. 815'C, liegen die Festigkeitswerte für die bekannten Legierungen wesentlich unter denjenigen für die erfindungsgemäßen Gußlegierungen. Die Grenzwerte der Bereiche der Zusammensetzungen sowie die Erfordernisse für die Gußlegierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung unterscheiden sich grundsätzlich von denjenigen für die bekannten Knetlegierungen. Diese Unterschiede führen zu verschiedenen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten der bekannten Legierungen gegenüber den erfindungsgemäßen. Wegen dieser grundsätzlichen Unterschiede der Zusammensetzungen und der Eigenschaften war — selbst bei Kenntnis der US-Faiemschrift 30 05 705 — der Effekt des Zusatzes von Hafnium zu den Legierungen gemäß der Erfindung nicht vorhersehbar.Because of these differences, the alloys described in US Pat '' unsuitable for use at significantly higher temperatures, i. H. Temperatures up to 1038 ° C, for which the alloys obtained according to the invention, however, are very suitable. Even at low Temperatures such as 815 ° C are significantly below the strength values for the known alloys those for the cast alloys according to the invention. The limits of the ranges of the compositions as well as the requirements for the nickel-based cast alloys of the invention differ basically from those for the known wrought alloys. These differences lead to several Properties and uses of the known alloys compared to the according to the invention. Because of these fundamental differences in composition and properties was - even with knowledge of US-Faiemschrift 30 05 705 - the effect of the addition of Hafnium to the alloys according to the invention cannot be foreseen.
Aus der US-Patentschrift 30 05 705 sind Angaben über den Effekt des Zusatzes von Hafnium nur für eine Legierung zu entnehmen, welche große Mengen an Kobalt, Chrom und Eisen und nur 30% Nickel, jedoch kein Aluminium, enthält und keine v'-Phase aufweist.From US patent specification 30 05 705 information about the effect of the addition of hafnium is only for one Alloy can be seen which has large amounts of cobalt, chromium and iron and only 30% nickel, however does not contain aluminum and does not have a v'-phase.
Aufgrund dieses einzigen Beispiels wird in der I)S-Patentschrift behauptet, jedoch weder gezeigt noch nachgewiesen, daß der Zusatz von Hafnium die Diktilität auch von anderen Legierungen, wie z. B. von der in der US-Patentschrift 30 05 705 offenbarten Legierung C welche jedoch in keiner Weise den Erfordernissen bezüglich der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Legierungen gerecht werden, verbessern würde.Because of this single example, the I) S patent claims, but neither shows nor shows demonstrated that the addition of hafnium also reduces the dictility of other alloys, such as. B. from the alloy C disclosed in US Pat. No. 30 05 705 which, however, in no way denotes Requirements relating to the composition of the alloys according to the invention meet, improve would.
Es wurde jedoch gefunden, daß der Zusatz von 1% Hafnium zu einer Legierung, welche die Zusammensetzung der Legierung C gemäß der US-Patentschrift hatte, einen Verlust an Bruchlebensdauer sowie eine Verringerung der Duktilität bei 760° C bewirkte und eine Festigkeit von 45,7 kg/mm2 ergab.It was found, however, that the addition of 1% hafnium to an alloy having the composition of alloy C according to the US patent resulted in a loss of fracture life and a reduction in ductility at 760 ° C. and a strength of 45.7 kg / mm 2 .
Dei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Zusammensetzung der Gußlegierungen insbesondere so gesteuert daß sich neben der üblichen /-Phase auch eutektische oder primäre /-Phase bildet. Diese euteklischen Ausscheidungen sind ineinander vernetzt und verhindern so die Ausbildung von Rissen an den Korngrenzen. Gleichzeitig wird bei den erfindungsge-Γ> maß zu verwendenden Gußlegierungen die Ausbildung von chinesischen Schriftzeichen ähnelnden Carbidausscheidungen der Konstitution MeC verhindert und diese vielmehr in einer mehr kugeligen Konstitution ausgeschieden. In the method according to the invention, the composition of the casting alloys is controlled in particular in such a way that, in addition to the usual / phase, eutectic or primary / phase is also formed. These euclical precipitations are interlinked and thus prevent the formation of cracks at the grain boundaries. At the same time in the erfindungsge- Γ> measure to be used casting alloys training of Chinese characters resembling carbide precipitates the constitution MeC prevented and this excreted rather in a more spherical constitution.
ίο Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung, und zwar zeigtίο The drawings serve to explain the Invention, namely shows
Fi g. 1 eine graphische Darstellung der Zugfestigkeit, Streckgrenze und prozentualer Dehnung von zwei Legierungen, die gegenüber der Temperatur aufgetra-Fi g. 1 is a graph of tensile strength, Yield strength and percentage elongation of two alloys that are applied against the temperature
n gen sind, wobei die eine im Bereich der Erfindung und die andere außerhalb iiegt,n are genes, one within the scope of the invention and the other is outside,
F i g. 2 eine Reproduktion einer Mikrophotographie von einer Legierung, die außerhalb der Erfindung liegt, F i g. 2A eine Reproduktion einer Mikrophotographie einer erfindungsgemäßen Legierung (vergleichbar mit der in F i g. 2 gezeigten Legierung),F i g. Figure 2 is a reproduction of a photomicrograph of an alloy falling outside the invention; F i g. 2A is a reproduction of a photomicrograph of an alloy according to the invention (comparable to the in F i g. 2 alloy shown),
Fig. 3 eine Reproduktion einer Mikrophotographie von einer anderen, außerhalb der Erfindung liegenden Legierung,Figure 3 is a reproduction of a photomicrograph another alloy outside the scope of the invention,
2r> Fig. 3A eine Darstellung einer Mikrophotographie einer erfindungsgemäßen Legierung (vergleichbar mit der in F i g. 3 gezeigten Legierung). 2 r> Fig. 3A (g comparable to that of F i. Shown alloy 3) a representation of a photomicrograph of an alloy of the invention.
Die Gußlegierungen auf Nickelbasis, deren Duktilität bei Temperaturen im Bereich von 704 bis 87Γ C durchThe cast nickel-based alloys, their ductility at temperatures in the range from 704 to 87Γ C.
in das erfindungsgemäße Verfahren erhöht wird, sind zur Verwendung unter Beanspruchung bei Temperaturen bis zu 1038' C im Feinguß für z. B. Turbinenschaufeln, -flügel, einstückig gegossene Turbinenräder und Düsenschaufeln geeignet. Nach dem erfindungsgemäßenis increased in the method according to the invention are for Use under stress at temperatures up to 1038 ° C in investment casting for z. B. turbine blades, blades, one-piece cast turbine wheels and nozzle blades are suitable. According to the invention
Γ) Verfahren werden die Legierungen derart modifiziert, daß ihnen so viel Hafnium zugesetzt wird, daß sie im festen Zustand 0.5 bis 4% Hafnium enthalten. In den erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen kann das Hafnium als Ersatz für eine gleiche Menge inΓ) The process is used to modify the alloys in such a way that that so much hafnium is added to them that they im solid state containing 0.5 to 4% hafnium. In the alloys to be used according to the invention, the hafnium as a substitute for an equal amount in
4() Gewichtsprozent an Nickel, Tantal und gegebenenfalls anderen refraktären Elementen in der Legierung verwendei werden. Vorzugsweise wird Hafnium in Mengen von etwa 0.7% bis etwa 1,2% für die gleiche Menge in Gewichtsprozent Tantal verwendet, wenn4 () percent by weight of nickel, tantalum and optionally other refractory elements in the alloy can be used. Preferably, hafnium is used in Amounts from about 0.7% to about 1.2% for the same amount in weight percent tantalum when used
4> Tantal in der Grundlegierung anwesend ist. Allgemein kann gesagt werden, daß es möglich ist, daß die Festigkeitseigenschaften der Grundlegierung nicht wesentlich verändert werden, wenn Hafnium für Elemente, wie z. B. Tantal, in einer Legierung eingesetzt4> Tantalum is present in the base alloy. Generally it can be said that it is possible that the strength properties of the base alloy are not can be changed significantly if hafnium is used for elements such as B. tantalum, used in an alloy
so wird, jedoch wird zur gleichen Zeit die Duktilität der Legierung bedeutend erhöht Wenn Hafnium anstelle von Legierungszusätzen, wie z. B. Nickel, verwendet wird, wird die Duktilität der Legierung bedeutend verbessert, während es zur gleichen Zeit möglich ist daß die Festigkeitseigenschaften der Grundlegierung verbessert werden. Es ist jedoch zu beachten, daß der Zusatz von Hafnium zu einer Legierung auf Nickelbasis, die bereits weitgehend mit härtenden Elementen versehen ist und besonders für höchste Festigkeitswerteso will, however, at the same time the ductility of the Alloy significantly increased. If hafnium is used instead of alloy additives, e.g. B. nickel is used the ductility of the alloy is significantly improved while at the same time it is possible the strength properties of the base alloy can be improved. It should be noted, however, that the Addition of hafnium to a nickel-based alloy that is already largely made with hardening elements is provided and especially for the highest strength values
bo bei höchsten Temperaturen bestimmt ist ohne daß auf die Duktilität geachtet wurde, nicht unbedingt zu einer Erhöhung der Duktilität auf einen allgemein technisch annehmbaren Wert bei Temperaturen der »Mulde« führtbo is determined at the highest temperatures without on The ductility was respected, not necessarily to an increase in ductility on a generally technical level acceptable value at temperatures of the "hollow" leads
b5 Die chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozenten einiger bekannter Legierungen auf Nickelbasis, die erfindungsgemäß modifiziert werden können, wird in der folgenden Tabelle I angegeben.b5 The chemical composition in percent by weight some known nickel-based alloys that can be modified in accordance with the present invention given in Table I below.
CrCr
CoCo
MoMon
TaTa
TiTi
AlAl
ZrZr
CbCb
NiNi
Die Legierungen können auch bis zu insgesamt etwa 2% an zufälligen Elementen wie z. B. Mangan, Silicium, Eisen usw., enthalten. Nicht-Metalle, wie z. B. Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff, und schädliche Metalle, wie z. B. Blei, Wismut, Arsen usw., werden in Obereinstimmung mit der technischen Praxis auf einen so niedrigen Wert wie möglich gehalten. Vorzugsweise werden alle in Tabelle I genannten Legierungen und die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen durch Vakuumschmelzen hergestellt und noch unter Vakuum in eine Feingußform für z. B. Gasturbinenmetallteile gegossen.The alloys can also contain up to a total of approximately 2% of random elements such as e.g. B. Manganese, silicon, Iron, etc., included. Non-metals, such as B. sulfur, oxygen and nitrogen, and harmful metals such as z. B. lead, bismuth, arsenic, etc., are in accordance with technical practice at such a low level Value kept as possible. All alloys mentioned in Table I and those according to the invention are preferably used Alloys to be used are produced by vacuum melting and still under vacuum in a Investment mold for z. B. Cast gas turbine metal parts.
0,02 bis 0,20%
7 bis 13%
bis zu 35%
bis zu 14%
bis zu 8%
bis zu 6%0.02 to 0.20%
7 to 13%
up to 35%
up to 14%
up to 8%
up to 6%
TiTi
AlAl
ZrZr
NbNb
0,5 bis 6%
4 bis 7%
0,002 bis 0,02% 0,01 bis 0,2%
bis zu 3%
bis zu 1,5%0.5 to 6%
4 to 7%
0.002 to 0.02% 0.01 to 0.2%
up to 3%
up to 1.5%
Ni - Rest (nicht weniger als etwa 36%) im wesentlichenNi - balance (not less than about 36%) essentially
Die Zugabe von Hafnium oder vorzugsweise der Austausch von Hafnium in Mengen von etwa 0,5% bis etwa 1,5% oder sogar 4% in ausgeglichenen Legierungszusammensetzungen innerhalb des in Tabelle Il angegebenen Bereichs erhöht die Duktiiität der Legierung bei Temperaturen im Bereich von 704 bis 871° C, insbesondere in dem Bereich der »Mulde« bei etwa 7600C ohne nachteilige Auswirkungen auf andere wichtige technische Eigenschaften der Legierungen. Die Hafniumzugabe zu der Legierung geschieht ohne Schwierigkeiten nach der Desoxydation und die modifizierte Legierung wird danach genauso behandelt, als wenn keine Modifikation stattgefunden hätte. Legierungen, die innerhalb des in Tabelle II angegebenen Bereichs liegen, können, insbesondere in Bezug auf die Elemente Tantal und Wolfram (wenn Wolfram überhaupt anwesend ist) durch Aufrechterhaltung des Wolframgehalts über etwa 8 Gew.-% und des Gesamtgehalts von Tantal plus Wolfram unter etwa 13 oder sogar 10 Gew.-% ausgeglichen werden.The addition of hafnium or, preferably, the replacement of hafnium in amounts of about 0.5% to about 1.5% or even 4% in balanced alloy compositions within the range given in Table II increases the ductility of the alloy at temperatures in the range from 704 to 871 ° C, particularly in the area of the "trough" at about 760 0 C without adverse effects on other important technical properties of the alloys. The addition of hafnium to the alloy occurs without difficulty after deoxidation and the modified alloy is then treated in the same way as if no modification had taken place. Alloys within the range given in Table II can, particularly with respect to the elements tantalum and tungsten (if tungsten is present at all), by maintaining the tungsten content above about 8% by weight and the total content of tantalum plus tungsten below about 13 or even 10 wt .-% can be compensated.
3535
4040
45 Erfindungsgemäß werden insbesondere Legierungszusammensetzungen verwendet, wie sie in der folgenden Tabelle 111 angegeben sind. According to the invention, alloy compositions such as those given in Table III below are used in particular.
Legierung 1Alloy 1
Legierung 2Alloy 2
CrCr
MoMon
TaTa
AlAl
ZrZr
HfHf
NiNi
0,10-0,18%0.10-0.18%
7-11%7-11%
6-13%6-13%
8-12%8-12%
2-3%2-3%
bis zu 3%up to 3%
1 -2%1 -2%
5-6%5-6%
0,004-0,02%0.004-0.02%
0,02-0,2%0.02-0.2%
0,5-4%0.5-4%
0,03-0,13%0.03-0.13%
7-10%7-10%
6-13%6-13%
bis zu 2%up to 2%
4-8%4-8%
2,5-4,5%2.5-4.5%
0,5-1,5%0.5-1.5%
5,5-6,5%5.5-6.5%
0,004-0,02%0.004-0.02%
0,02-0,2%0.02-0.2%
0,5-4%0.5-4%
im wesentlichen der Restessentially the rest
Die Legierungen 1 und 2 wurden geschmolzen und - unter Vakuum zu Probebarren, Teilen und Probestükken für die chemische Analyse gegossen. Aus den zuvor angegebenen Legierungen A und B wurden Vergleichsproben hergestellt, die mit Ausnahme von Hafnium den Legierungen 1 bzw. 2 im wesentlichen ähnlich waren. In den folgenden Tabellen stellen die Beispiele 1-1,1-2 usw.Alloys 1 and 2 were melted and - under vacuum into sample bars, parts and test pieces cast for chemical analysis. From the alloys A and B specified above, comparison samples were produced which, with the exception of hafnium, den Alloys 1 and 2, respectively, were essentially similar. In the following tables, examples 1-1,1-2 etc.
verschiedene Proben der Legierung 1 und die Beispiele 2-1, 2-2. usw. verschiedene Proben der Legierung 2 dar (vgl.Tabelle VIII).various samples of alloy 1 and examples 2-1, 2-2. etc. represent various samples of Alloy 2 (see Table VIII).
Die Angaben in Tabelle IV zeigen die Eigenschaften von Legierungen 2 gegenüber der Legierung B bei auf Größe gegossenen Probestücken mit Bezug auf Zugfestigkeitswerte bei Zimmertemperatur.The information in Table IV shows the properties of Alloy 2 versus Alloy B at Size cast specimens with respect to tensile strength values at room temperature.
Zur Anpassung an die technische Praxis wurden sämtliche in den Tabellen IV bis VI beschriebenen Versuche mit vakuumgeschmolzenen und gegossenen Proben durchgeführt die einer Wärmebehandlung für 4 Stunden bei 10800C mit folgender, 10 Stunden anhaltender Erwärmung auf 9000C unterworfen wurden. To adapt to technical practice, all tests described in Tables IV to VI were carried out with vacuum-melted and cast samples which were subjected to a heat treatment for 4 hours at 1080 ° C. with subsequent heating to 900 ° C. for 10 hours.
% Hf% Hf
"B"B.
bei RTat RT
"02"02
bei RTat RT
(N/mm2) (N/mm2)(N / mm 2 ) (N / mm 2 )
Legierung BAlloy B
0,5
1
1,50.5
1
1.5
940940
913913
932932
10001000
707 760 795 798707 760 795 798
8,08.0
8,58.5
6,06.0
14,014.0
Tabelle V enthält die Zeitstandswerte, die bei 7600C und einer Belastung von 66,1 kg/mm2 erhalten wurden.Table V contains the creep values which were obtained at 760 ° C. and a load of 66.1 kg / mm 2 .
%Hf% Hf
Zeit bis zum BruchTime to break
(Stunden)(Hours)
*) Kriechbetrag zeigt das Kriechen innerhalb 2 Stunden vor Bruch.*) Creep amount shows the creep within 2 hours before breakage.
Die Angaben in Tabelle IV und V zeigen, daß die mechanischen Eigenschaften von Legierungen B und 2 zumindest gleich sind, mit der Ausnahme, daß bei 7600C die Hafnium enthaltenden Legierungen eine viel größere Duktilität bei Bedingungen, die ein Kriechen verursachen, zeigen, wobei die Bruchzeit wesentlich erhöht ist.The data in Tables IV and V show that the mechanical properties of alloys B and 2 are at least the same, with the exception that at 760 ° C. the hafnium-containing alloys show a much greater ductility under conditions which cause creep, with the break time is significantly increased.
F i g. 1 zeigt in graphischer Darstellung die Zugfestigkeitseigenschaften von Legierungen B und 2 (Beispiele 2-6) bei Temperaturbereichen von Zimmertemperatur bis etwa 982°C. Die Kurven 11, 13 und 14 zeigen dabei die äußerste Zugfestigkeit, die Streckgrenze bzw. die prozentuale Dehnung der Legierung von Beispiel 2-6. Die Kurven 12 und 15 zeigen die äußerste Zugfestigkeit bzw. die prozentuale Dehnung der Legierung B. Aus Fig. 1 ist die Verbesserung der Duktilität durch die Einverleibung von 1,5% Hafnium in die Legierung 2-6 ersichtlich, was aus der Verbesserung der prozentualen Dehnung hervorgeht. Die zusätzlichen Zugfestigkeitswerte bei 760° C für beide Beispiele 2-1 und 2-3 zeigen 9% Dehnung, was eine ausgezeichnete Duktililät bei der Temperatur der »Mulde« beweist.F i g. 1 graphically shows the tensile strength properties of alloys B and 2 (Examples 2-6) at temperature ranges from room temperature up to about 982 ° C. The curves 11, 13 and 14 show it the ultimate tensile strength, the yield point or the percentage elongation of the alloy from Example 2-6. Curves 12 and 15 show the ultimate tensile strength and percent elongation of alloy B. Aus Fig. 1 is the improvement in ductility by the Incorporation of 1.5% hafnium into the alloy 2-6 can be seen from the improvement in the percentage Elongation is evident. The additional tensile strength values at 760 ° C for both Examples 2-1 and 2-3 show 9% elongation, which proves excellent ductility at the temperature of the »hollow«.
Fig. 2, 2A, 3 und 3A sind Reproduktionen von Mikrophotographien von Legierungsproben innerhalb und außerhalb des erfindu.ngsgernäßer. Bereichs. Jedes dieser Bilder zeigt eine Legierungsprobe in etwa 500facher Vergrößerung, die nach dem Polieren mit einer Ätzflüssigkeit, die man durch Zugabe von je 20 mlFigures 2, 2A, 3 and 3A are reproductions of Photomicrographs of alloy samples inside and outside of the invention. Area. Each This picture shows an alloy sample magnified approximately 500 times after polishing with an etching liquid, which can be obtained by adding 20 ml
Kriechbetrag*) Fluorwasserstoff und Salpetersäure zu 60 ml GlycerinCreep amount *) Hydrogen fluoride and nitric acid to 60 ml glycerine
herstellte, geätzt wurde. F i g. 2 zeigt die Legierung B und Fig.2A zeigte eine erfindungsgemäß hergestelltemade, was etched. F i g. FIG. 2 shows alloy B and FIG. 2A shows one produced according to the invention
Legierung, die im wesentlichen aus der Zusammenset-Alloy, which essentially consists of the composition
zung von Legierung B zuzüglich 1,5% Hafnium anstelle der gleichen Menge an Nickel bestand. Es ist ersichtlich, daß die schriftähnlichen Carbidphasen, wie sie in F i g. 2 zu sehen sind, nicht in Fig.2A erscheinen. Weiterhin scheint in Fig. 2A viel mehr primäre /-Phase als inAlloy B plus 1.5% hafnium instead of the same amount of nickel. It can be seen that the writing-like carbide phases as shown in FIG. 2 do not appear in Fig. 2A. Farther appears to be much more primary / phase in Fig. 2A than in
jo F i g. 2 zu sein. Die gleiche Situation ist in Bezug auf die primäre y'-Phase bei einem Vergleich von F i g. 3 und 3A ersichtlich. Diese Figuren stellen Mikrostrukturen der Legierung A und einer erfindungsgemäß hergestellten Legierung (Beispiel 1 bis 3) der, die mit der Legierung A mit der Ausnahme identisch ist, daß 3,3% Hafnium für das gesamte Tantal und einen Teil des Nickels (insgesamt 3,3%) der Legierung A gesetzt sind.jo F i g. To be 2. The same situation is with respect to the primary y 'phase when comparing F i g. 3 and 3A evident. These figures represent microstructures of Alloy A and one made in accordance with the present invention Alloy (Examples 1 to 3) that is identical to Alloy A with the exception that 3.3% hafnium is used all of the tantalum and some of the nickel (total 3.3%) of alloy A are set.
Die Werte in Tabelle Vl zeigen die Ergebnisse beim Austausch von einem Teil des Tantals durch Hafnium in Legierung B. Die Werte wurden mit auf Größe gegossenen Versuchsbarren erhalten.The values in Table VI show the results when part of the tantalum was replaced by hafnium in Alloy B. The values were obtained with test bars cast to size.
%Hf% Hf
OBIF
bei RT (N/mm2)at RT (N / mm 2 )
"02"02
bei RT (N/mm2) Zeitstandverhalten
760 C". 59S N/mm2 at RT (N / mm 2 ) creep behavior
760 C ". 59 N / mm 2
(Std.)(Hours.)
Kriechbetrag*Creep amount *
940940
933933
967967
10781078
771 763 778 785771 763 778 785
S.0P.0
8,08.0
11,011.0
14,514.5
65,365.3
90,590.5
101,2101.2
2,56
3,67
3,642.56
3.67
3.64
*) Kriechbetrag zeigt das Kriechen innerhalb 2 Stunden vor Bruch.*) Creep amount shows the creep within 2 hours before breakage.
Aus Tabelle VII sind ähnliche Werte für die Legierung A und ähnliche erfindungsgemäß hergestellte Legierungen ersichtlich. Diese Werte wurden mit auf Größe gegossenen Versuchsbarren erhalten, die einer 50stündigen Wärmebehandlung bei 843° C unterworfen wurden. In den erfindungsgemäß hergestellten Legierungen wurde Hafnium anstelle des gesamten Tantals und eines Teiles des Nickels bis zu einem Gesamtgewichtsprozentwert an Nickel plus Tantal, der dem Gewichtsprozentwert des Hafniums entsprach, verwendet From Table VII are similar values for the alloy A and similar alloys made according to the invention can be seen. These values were based on size obtained cast test bars, which were subjected to a heat treatment at 843 ° C. for 50 hours became. In the alloys produced according to the invention, hafnium was used instead of all of the tantalum and a portion of the nickel up to a total weight percentage of nickel plus tantalum, which corresponded to the weight percentage of the hafnium, was used
ΐΐ
Tabelle VII zeigt die Anwendbarkeit der Erfindung 15 werden kann.Table VII shows the applicability of the invention.
auf Legierung A und beweist insbesondere, daß die Die Analysen einiger Legierungen, die zur Bestim-on alloy A and proves in particular that the analyzes of some alloys used to determine
gewünschte Verbesserung der Duktiütät bei Ve-rwen- mung der angegebenen Testergebnisse verwendetdesired improvement in ductility when using the specified test results
dung von weniger als etwa 2 Gew -% Hafnium erreicht wurden, sind in der Tabelle VIII aufgeführt.Achievement of less than about 2% by weight hafnium are listed in Table VIII.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Hafnium enthaltenden Legierungen und insbesondere bei der Behandlung der Rücklaufschrott enthaltenden Chargen wurde Hafnium im wesentlichen als Element oder in Form einer Verbindung, die sich unter den Legierungsbedingungen zu metallischem Hafnium zersetzt, zugegeben. Somit kann Hafnium als metallisches Hafnium, Hafniumvorlegierung oder möglicherweise als intermetallische Hafniumverbindungen zugegeben werden. Das Hafnium soDte der geschmolzenen Legierung zugegeben werden, nachdem die Schmelze im Vakuum durch Zugabe von Kohlenstoff vollständig desoxidiert wurde (Carbon-Boiling), um die Bildung von übermäßigen Mengen des sehr beständigen Hafniumoxyds zu vermeiden. Wie der Fachmann weiß.In the method according to the invention for producing hafnium-containing alloys and in particular in the treatment of the batches containing return scrap, hafnium was essentially used as an element or in the form of a compound which, under the alloying conditions, becomes metallic Hafnium decomposed, added. Thus, hafnium can be metallic hafnium, hafnium master alloy or possibly are added as intermetallic hafnium compounds. The hafnium should be the molten one Alloy can be added after the melt in vacuo by adding carbon has been completely deoxidized (carbon boiling) to prevent the formation of excessive amounts of the very resistant Avoid hafnium oxide. As the expert knows.
ist es sehr vorteilhaft, das Schmelzen und Gießen von Legierungen der hier beschriebenen Art unter Hochvakuum durchzuführen, um schädliche Mengen an Sauerstoff, Stickstoff, usw, in der Legierung zu vermeiden. Unter bestimmten Bedingungen können jedoch die hierin beschriebenen Legierungen unter Inertgas geschmolzen und an Luft gegossen werden.it is very beneficial to the melting and pouring of Alloys of the type described here carry out under high vacuum in order to avoid harmful amounts of Avoid oxygen, nitrogen, etc. in the alloy. Under certain conditions you can however, the alloys described herein are melted under inert gas and cast in air.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Gußlegierungen auf Nickelbasis mit einer erhöhten Duktilität gegenüber anderen Gußlegierungen tragen im wesentlichen Maß dazu heu daß die Herstellung ausgezeichneter Hochtemperatur-Gasturbinenteile, die äußerst großen Belastungen bei hohen Temperaturen ausgesetzt werden können, möglich istThe cast alloys obtained by the process according to the invention based on nickel with increased ductility compared to other cast alloys carry in substantial degree to hay that the preparation excellent high-temperature gas turbine components, the extremely large loads at high temperatures can be exposed, it is possible
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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| US5130086A (en) * | 1987-07-31 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloys |
| US5037495A (en) * | 1987-10-02 | 1991-08-06 | General Electric Company | Method of forming IN-100 type fatigue crack resistant nickel base superalloys and product formed |
| US5130088A (en) * | 1987-10-02 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloys |
| US5129971A (en) * | 1988-09-26 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant waspoloy nickel base superalloys and product formed |
| US5156808A (en) * | 1988-09-26 | 1992-10-20 | General Electric Company | Fatigue crack-resistant nickel base superalloy composition |
| US5129968A (en) * | 1988-09-28 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloys and product formed |
| US5129969A (en) * | 1988-09-28 | 1992-07-14 | General Electric Company | Method of forming in100 fatigue crack resistant nickel base superalloys and product formed |
| US5130089A (en) * | 1988-12-29 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloy |
| US4983233A (en) * | 1989-01-03 | 1991-01-08 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloys and product formed |
| DE19630884B4 (en) * | 1996-07-31 | 2006-09-14 | Körber, Christa | Bottom cover and method for its production |
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| US3005705A (en) * | 1959-07-30 | 1961-10-24 | Westinghouse Electric Corp | High temperature alloys |
| FR1258034A (en) * | 1960-05-25 | 1961-04-07 | Mond Nickel Co Ltd | Nickel-chromium alloy refinements |
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-
1969
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